Система водяного отопления закрытого типа. Преимущества закрытой системы отопления

В последние несколько лет все более популярной становится закрытая система отопления. Отопительное оборудование становится все более дорогим, и хочется, чтобы оно служило дольше. В системах закрытого типа практически исключена возможность попадания внутрь свободного кислорода, что продлевает срок эксплуатации оборудования.

Закрытая система теплоснабжения — что это такое

Как известно, в любой системе отопления частного дома есть расширительный бак. Это емкость в которой содержится некоторый отъем теплоносителя. Этот бак необходим для компенсации теплового расширения при различных режимах работы. По конструкции расширительные бачки бывают открытого и закрытого типа, соответственно и системы отопления называются открытыми и закрытыми.

В последние годы становится все более популярной именно закрытая схема отопления. Во-первых, она автоматизированная и работает без участия человека длительное время. Во-вторых, в ней можно использовать теплоноситель любого типа, включая антифризы (из открытых бачков он испаряется). В-третьих, давление поддерживается постоянное, что позволяет использовать в частном доме любую бытовую технику. Есть еще несколько плюсов, которые относятся к разводке и эксплуатации:

• Нет непосредственного контакта теплоносителя с воздухом, следовательно, нет (или почти нет) несвязного кислорода, который является мощным окислителем. Значит элементы отопления не будут окисляться, что увеличит срок их службы.
• Расширительный бачок закрытого типа ставится в любом месте, обычно недалеко от котла (настенные газовые котлы идут сразу с расширительными бачками). Бак открытого типа должен стоять на чердаке, а это — дополнительные трубы, а также меры по утеплению, чтобы тепло не «утекало» через кровлю.
• В системе закрытого типа стоят автоматические воздухоотводчики, так что завоздушивания не бывает.

В общем закрытая система отопления считается более удобной. Самый главный ее недостаток — энергозависимость. Движение теплоносителя обеспечивается циркуляционным насосом (принудительная циркуляция), а он без электричества не работает. Естественную циркуляцию в закрытых системах организовать можно, но это сложно — требуется регулирование потока при помощи толщины труб. Это довольно сложный расчет, потому часто считают, что закрытая система отопления работает только с насосом.

Для уменьшения энергозависимости н повышения надежности отопления, ставят блоки бесперебойного питания с аккумуляторами и/или небольшие генераторы, которые обеспечат аварийное электроснабжение.

Составляющие и их назначение

В общем закрытая система отопления состоит из определенного набора элементов:

• Котел с группой безопасности. Тут есть два варианта. Первый — группа безопасности встроена в котел (газовые настенные котлы, пеллетные и некоторые газогенераторные на твердом топливе). Второй — в котле группы безопасности нет, тогда ее устанавливают на выходе в подающем трубопроводе.
• Трубы, радиаторы, конвекторы.
• Циркуляционный насос. Обеспечивает движение теплоносителя. Ставится в основном на обратном трубопроводе (тут ниже температуры и меньше возможностей перегрева).
• Расширительный бачок. Компенсирует изменения объема теплоносителя, поддерживая стабильное давление.

Теперь подробнее о каждом элементе.

Котел — какой выбрать

Так как закрытая система отопления частного дома может работать в автономном режиме, имеет смысл установить отопительный котел с автоматикой. В таком случае, настроив параметры, вам нет необходимости к этому возвращаться. Все режимы поддерживаются без вмешательства человека.

Самые удобные в этом плане газовые котлы. У них есть возможность подключения комнатного термостата. Выставленная на нем температура поддерживается с точностью до одного градуса. Упала она на градус, котел включился, нагревая дом. Как только сработал термостат (температура достигнута), работа останавливается. Комфортно удобно, экономно.

В некоторых моделях есть возможность подключения погодозависимой автоматики — это наружные датчики. По их показаниям котел корректирует мощность работы горелок. Газовые котлы в закрытых системах отопление — хорошее оборудование, которое может обеспечить комфорт. Жаль только, что газ есть не везде.

Не меньшую степень автоматизации могут дать электрические котлы. Кроме традиционных агрегатов на ТЭНах не так давно появились индукционные и электродные. Они отличаются компактными размерами и малой инерционностью. Многие считают, что они более экономичны, чем котлы на ТЭНах. Но и этот видотопительных агрегатов далеко не везде можно использовать, так как перебои с электроэнергией в зимнее время — частое явление во многих регионах нашей страны. А обеспечить электроэнергией котел мощность. в 8-12 кВт от генератора — дело очень непростое.

Более универсальны и независимы в этом плане котлы на твердом или жидком топливе. Важный момент: для установки котла на жидком топливе обязательно отдельное помещение — это требование пожарной службы. Котлы на твердом топливе могут стоять в доме, но это неудобно, так как во время топки с топлива падает много мусора.

Современные котлы на твердом топливе хоть и остаются оборудованием периодического действия (то разогреваются при топке, от остывают, когда закладка прогорела), но и они имеют автоматику, которая позволяет поддерживать в системе заданную температуру, регулируя интенсивность горения. Хотя степень автоматизации и не столь высокая, как у газовых или электрических котлов, но она есть.

Не очень распространены в нашей стане котлы на пеллетах. Фактически это тоже твердое топливо, но котлы этого типа работают в непрерывном режиме. В топку автоматически подаются пеллеты (пока не закончен запас в буркере). При хорошем качестве топлива, чистка золы требуется один раз в несколько недель, а все параметры работы контролирует автоматика. Сдерживает распространение этого оборудования только его высокая цена: производители в основном европейские, и цены у них соответственные.

Немного о расчете мощности котла для систем отопления закрытого типа. Она определяется по общему принципу: на 10 кв. метров площади с нормальным утеплением берут 1 кВт мощности котла. Только брать «впритык» не советуют. Во-первых, бывают аномально холодные периоды, в которые вам может не хватить расчетной мощности. Во-вторых, работа на пределе мощности ведет к быстрому износу оборудования. Потому желательно мощность котла для системы брать с запасом 30-50%.

Группа безопасности

Ставится группа безопасности на подающий трубопровод на выходе из котла. Она должна контролировать его работу и параметры системы. Состоит из манометра, автоматического воздухоотводчика и предохранительного клапана.

Манометр дает возможность контролировать давление в системе. По рекомендациям оно должно находится в пределах 1,5-3 Бар (в одноэтажных домах это 1,5-2 Бар, в двухэтажных — до 3 Бар). При отклонении от данных параметров надо принимать соответствующие меры. Если давление упало ниже нормы, надо проверить нет ли где течи, а потом добавить некоторое количество теплоносителя в систему. При повышенном давлении все несколько сложнее: необходимо проверить в каком режиме работает котел, не перегрел ли он теплоноситель. Также проверяется работа циркуляционного насоса, корректность работы манометра и предохранительного клапана. Именно он должен сбрасывать излишек теплоносителя при превышении порогового значения по давлению. К свободному патрубку предохранительного клапана подсоединяют трубу/шланг, которую выводят в канализацию или дренажную систему. Тут лучше делать так, чтобы была возможность контролировать срабатывает ли клапан — при частом сбросе воды надо искать причины и устранять их.

Третий элемент группы — автоматический воздухоотводчик. Через него выводится воздух, попавший в систему. Очень удобное устройство, которое позволяет избавиться от проблемы воздушных пробок в системе.

Группы безопасности продаются в собранном виде (на фото выше), а можно купить все устройства отдельно и подключить их при помощи тех же труб, которыми делали разводку системы.

Расширительный бак для закрытой системы отопления

Расширительный бак для предназначен для компенсации изменения объема теплоносителя в зависимости от температуры. В закрытых системах отопления это герметичная емкость, разделенная эластичной мембраной на две части. В верхней части находится воздух или инертный газ (в дорогих моделях). Пока температура теплоносителя невысока, бачок остается пустым, мембрана расправлена (на рисунке картинка справа).

При нагревании теплоноситель увеличивается в объеме, его излишек поднимается в бачок, отодвигая мембрану и сжимая закачанный в верхнюю часть газ (на картинке слева). На манометре это отображается как повышение давления и может служить сигналом для уменьшения интенсивности горения. В некоторых моделях есть предохранительный клапан, который при достижении порогового значения давления сбрасывает излишек воздуха/газа.

По мере остывания теплоносителя, давление в верхней части бачка выдавливает теплоноситель из емкости в систему, показатели манометра приходят в норму. Вот и весь принцип работы расширительного бачка мембранного типа. Кстати, мембраны бывают двух видов — тарельчатые и грушевидной формы. Форма мембраны на принцип работы никак не влияет.

Расчет объема

Согласно общепринятым нормам объем расширительного бака должен составлять 10% от общего объема теплоносителя. Это значит, что вы должны посчитать, сколько воды поместится в трубах и радиаторах вашей системы (есть в технических данных радиаторов, а объем труб можно посчитать). 1/10 часть от этой цифры и будет объемом необходимого расширительного бака. Но эта цифра справедлива только если теплоноситель — вода. Если используется незамерзающая жидкость, размера бака увеличивается на 50% от рассчитанного объема.

Вот, пример расчета объема мембранного бака для закрытой системы отопления:

• объем системы отопления составляет 28 литров;
• размер расширительного бака для системы, заполненной водой 2,8 литра;
• размер мембранного бака для системы с незамерзающей жидкостью — 2,8 + 0,5*2,8 = 4,2 литра.

При покупке выбираете ближайший больший объем. Меньший не берите — лучше иметь небольшой запас.

На что обратить внимание при покупке

В магазинах есть бачки красного и синего цвета. Для отопления подходят бачки красного цвета. Синие конструктивно такие же, только они предназначены для холодной воды и высоких температур не переносят.

На что еще обратить внимание? Есть два вида бачков — со сменной мембраной (называются они еще фланцевыми) и с незаменяемой. Второй вариант дешевле, причем значительно, но если повредится мембрана, покупать придется все целиком. Во фланцевых моделях покупают только мембрану.

Место для установки расширительного бака мембранного типа

Обычно ставят расширительный бачок на обратном трубопроводе перед циркуляционным насосом (если смотреть по ходу движения теплоносителя). В трубопровод устанавливается тройник, к одной его части подсоединяется небольшой отрезок трубы, а к ней, через фитинги, подключается расширитель. Размещать его лучше на некотором расстоянии от насоса, чтобы не создавались перепады давления. Важный момент — участок обвязки мембранного бака должен быть прямолинейным.

После тройника ставят шаровый кран. Он необходим чтобы была возможность снять бачок без слива еплоносителя. Саму емкость удобнее соединять при помощи американки (накидной гайки). Это снова-таки облегчает монтаж/демонтаж.

Обратите внимание, что в некоторых котлах имеется расширительный бак. Если его объема достаточно, установка второго не требуется.

Пустое устройство весит не так много, но заполненное водой имеет солидную массу. Потому необходимо предусмотреть способ закрепления на стене или дополнительные опоры.

Циркуляционный насос

Циркуляционный насос обеспечивает работоспособность закрытой системы отопления. Его мощность зависит от многих факторов: материала и диаметра труб, количества и типа радиаторов, наличия запорной и терморегулирующей арматуры, протяженности труб, режима работы оборудования и т.д. Чтобы не вдаваться в тонкости расчета мощности, циркуляционный насос можно выбрать по таблице. Выбираете ближайшее большее значение по отапливаемой площади или планируемой тепловой мощности системы, в соответствующей строке в первых колонках находите требуемые характеристики.

Во второй колонке находим мощность (какой объем теплоносителя он способен прокачать за час), в третьей — напор (сопротивление системы), который он в состоянии преодолеть.

Выбирая циркуляционный насос в магазине, желательно не экономить. От его работоспособности зависит вся система. Потому, лучше не экономить и выбрать проверенного производителя. Если же решите покупать неизвестное оборудование, надо каким-то образом проверить его на уровень шумов. Этот показатель особенно критичен если отопительный узел устанавливается в жилом помещении.

Схема обвязки

Как уже говорили раньше, циркуляционные насосы ставятся в основном на обратном трубопроводе. Раньше это требование было обязательным, сегодня — это только пожелание. Материалы, которые используются при производстве выдерживают нагрев до 90°C, но все же лучше не рисковать.

В системах, которые могут работать и с естественной циркуляцией, при установке необходимо предусмотреть возможность снять или заменить насос без необходимости слива теплоносителя, а также для возможности работы без насоса. Для этого устанавливается байпас — обходной путь, по которому может протекать теплоноситель при необходимости. Схема установки циркуляционного насоса в таком случае на фото ниже.

В закрытых системах с принудительной циркуляцией байпас не нужен — без насоса она неработоспособна. Но вот два шаровых крана с обоих сторон и фильтр на входе нужны. Шаровые краны дают возможность, при необходимости, снять устройство для техобслуживания, ремонта или замены. Фильтр-грязевик предотвращает засорение. Иногда, как дополнительный элемент надежности, между фильтром и шаровым краном ставят еще обратный клапан, который предотвратит движение теплоносителя в обратном направлении.

Схема подключения (обвязки) циркуляционного насоса в систему отопления закрытого типа

Как заполнить систему отопления закрытого типа

В самой нижней точке системы, как правило, на обратном трубопроводе, для запитки/слива системы устанавливают дополнительный кран. В простейшем случае это тройник, установленный в трубопроводе, к которому через небольшой участок трубы присоединен шаровый кран.

В этом случае при сливе системы надо будет подставлять какую-либо емкость или подключать шланг. При заливе теплоносителя к шаровому крану подключается шланг ручного насоса. Это незамысловатое устройство можно взять на прокат в магазинах сантехники.

Есть второй вариант — когда теплоноситель это просто водопроводная вода. В этом случае водопровод подключается или к специальному входу котла (в настенных газовых котлах), или к аналогично установленному на обратке шаровому крану. Но в этом случае для слива системы необходима другая точка. В двухтрубной системе это может быть один из последних в ветке радиаторов, к нижнему свободному входу которого устанавливают шаровый кран слива. Другой вариант представлен на следующей схеме. Тут изображена однотрубная система отопления закрытого типа.

Схема закрытой однотрубной системы отопления с узлом запитки системы

Водяное отопление является самым распространённым вариантом обогрева частного дома. Расположение основных конструктивных элементов определяет вид системы и особенности её эксплуатации. Грамотный выбор схемы разводки трубопроводов является залогом эффективности отопления и комфорта жильцов.

Классификация систем водяного отопления

Системы водяного отопления являются сложными инженерными системами с множеством разновидностей. В роли теплоносителя в них выступает вода или водные растворы специального назначения. В зависимости от конфигурации систем предусмотрена их классификация по следующим параметрам:

• по способу циркуляции теплоносителя;
• по наличию контакта с атмосферным воздухом;
• по схеме питания приборов;
• по расположению магистральных трубопроводов.

Схема отопления с естественной циркуляцией открытого типа. 1 — котёл; 2 — расширительный бак; 3 радиатор; 4 — горячий выход теплообменника котла, до расширительного бака идёт строго вертикально; 5 — магистральная труба подачи; 6 — стояк; 7 — магистральная труба обратки; 8 — шаровый вентиль; 9 — слив с шаровым вентилем для сброса теплоносителя

Первый способ организации движения теплоносителя по системе — естественная циркуляция . Этот вариант позволяет обеспечить работоспособность отопления без привязки к наличию электроэнергии. Циркуляция осуществляется за счёт гравитационных сил. Нагретая в котле жидкость поднимается вверх благодаря уменьшению плотности, поступает в радиаторы, отдаёт тепло и возвращается в котел.

Схема отопления с принудительной циркуляцией закрытого типа. 1 — котёл; 2 — воздухоотводчик; 3 — манометр; 4 — предохранительный клапан (номера 2, 3, 4 составляют группу безопасности); 5 — расширительный бак; 6 — радиатор; 7 — фильтр грубой очистки; 8 — слив; 9 — циркуляционный насос; 10 — шаровый вентиль

На рисунке показана однотрубная система с вертикальной разводкой. На разных стояках показаны разные типы подключения приборов.

Приведенная схема показывает характерную конфигурацию двухтрубной системы с вертикальной разводкой.

Однотрубная напорная система отопления: 1 — котел; 2 — группа безопасности; 3 — радиаторы; 4 — игольчатый кран; 5 — расширительный бак; 6 — слив; 7 — водопровод; 8 — фильтр; 9 — насос; 10 — шаровые краны

Простейшая однотрубная система с горизонтальной разводкой подразумевает последовательное прохождение теплоносителя по всем приборам в пределах одного этажа.

Коллекторная схема: 1 — котел; 2 — расширительный бак; 3 — коллектор подачи; 4 — радиаторы отопления; 5 — коллектор обратки; 6 — насос

Двухтрубная горизонтальная система может иметь периметральную или лучевую (коллекторную) разводку. В первом случае трубы прокладываются по периметру помещения, постепенно запитывая все приборы, во втором каждый отопительный прибор имеет отдельную подводку.

Трубы лучевой разводки прокладываются в стяжке пола кратчайшими путями до каждого радиатора. При этом их конфигурация напоминает лучи, исходящие от одного источника — распределительного коллектора. Это послужило причиной появления соответствующего названия.

Коллекторы в современных интерьерах частных домов часто аккуратно прячутся в специальные шкафчики, что позволяет сохранить эстетичность помещения и скрыть элементы настройки и регулирования системы.

Типы подключения радиаторов

Схема подключения отопительных приборов выбирается исходя из выбранной структуры системы отопления, удобства прокладки и обслуживания, а также особенностей интерьера.

1 — Двухтрубная разводка. 2 — Однотрубная разводка

На рисунке показаны основные варианты присоединения радиаторов , характерные для вертикальных систем.

А — боковое подключение; Б — диагональное; В — нижнее одключение

Анализ схем, которые наиболее часто встречаются в горизонтальных системах, показывает, что тип подключения радиаторов оказывает значительное влияние на эффективность теплоотдачи. Прежде, чем отдать предпочтение более удобному в монтаже варианту, стоит хорошо подумать, готовы ли вы пожертвовать частью драгоценного тепла.

Как видно из всего, изложенного выше, выбор схемы водяного отопления для частного дома связан с необходимостью тщательного анализа множества вариантов. Кроме описанных основных разновидностей, существует ещё более подробная классификация. Консультация квалифицированного специалиста поможет быстрее сориентироваться во всём многообразии, учесть имеющиеся нюансы и достичь наилучших результатов.

Уровень комфорта в доме определяется эффективной отопительной системой. Правильный подбор конструкции и расположения элементов обеспечивает работоспособность всей конфигурации. Раньше застройщики отдавали предпочтение открытой системе. Правда, ряд недостатков обусловил увеличение популярности закрытой системы отопления.

Принцип работы

Работа закрытой системы отопления основана на передаче нагретым теплоносителем при посредстве отопительных приборов тепловой энергии в помещения дома. Температура в них пропорционально зависит от степени нагрева теплоносителя и его объема.

Для того чтобы отопительная система могла работать, необходимо определенное давление в ней. Напор дает возможность воде циркулировать и повышает эффективность конструкции. При перемещении теплоноситель преодолевает сопротивление трения, поэтому величина его определяется диаметром и протяженностью труб, количеством фурнитуры и отводов.

Создать напор в системе отопления можно, используя силу гравитации. Это возможно при возникновении разницы плотностей нагретой и холодной жидкостей, протекающих на подающем и выходном трубопроводах. Нагретая вода обладает меньшей массой, поэтому она вытесняется более тяжелой охлажденной водой. Этот принцип действия применяется при устройстве схемы открытого типа.

Схема

В закрытой схеме искусственно создается давление за счет установки насоса. Такое устройство создает напор жидкости и обеспечивает круговое движение по контуру. Для увеличения срока службы насосного оборудования подключение производится в обратную магистраль, в которой температура ниже. Недостаток подобной системы заключается в зависимости ее работы от наличия электроэнергии. При этом конструкция обладает следующими достоинствами:

1. Имеется возможность отопления домов с большой площадью, так как нет ограничения на протяженность магистрали.
2. Используются новые схемы и современные виды отопления.
3. Повышается теплоотдача.
4. Отсутствуют потери на испарение теплоносителя.
5. Снижается диаметр труб, что дает экономию средств на их приобретении и установку.
6. Снижается разница температур, что облегчает условия работы отопительного оборудования и разгружает систему.
7. Уровень теплоотдачи регулируется индивидуально для каждого отопительного прибора.

Достоинства и недостатки

Закрытая система отопления обладает рядом преимуществ:

• Характеристики теплоносителя позволяют достичь высокой концентрации и теплоотдачи тепла.
• Доступная стоимость материалов и возможность их эффективно использовать.
• Создание и поддержание необходимого температурного режима.

К недостаткам подобных конструкций относят:

• Монтаж закрытой схемы сопряжен с определенными трудностями.
• Теплогенератор работает в постоянном режиме.

Если в холодное время года предполагается длительный перерыв в работе системы, то необходимо сливать теплоноситель. Этот недостаток ликвидируется при использовании незамерзающих жидкостей в качестве теплоносителя.

Особенности закрытой системы отопления

Закрытая отопительная система имеет ряд особенностей. Смонтировать ее можно, создав верхнюю или нижнюю разводку. Первая схема отличается тем, что теплоноситель перемещается на чердак, и вода распределяется по стоякам в отопительные приборы. При использовании второй схемы теплоноситель подается снизу из подвала, где располагается котельное оборудование. Он сразу направляется в подающий трубопровод, а от него – в радиаторы. Если в открытой схеме расширительный бачок размещается в точке, имеющей максимальную высоту, то в закрытой его можно скомпоновать в непосредственной близости с котлом или в любом другом удобном месте.

Монтаж системы может предусматривать одно- или двухтрубный способ подключения отопительных приборов к магистрали. Двухтрубное соединение характеризуется наличием стояка, отводящего остывший теплоноситель в котел. Для его реализации используют два метода:

Звезда. В этом случае трубопроводы, осуществляющие подачу и отвод воды, имеют разветвления, которые идут индивидуально к каждой батарее.

Шлейф. Подающая и обратная трубы подключаются последовательно к радиаторам.

Более проста в исполнении однотрубная схема, которая имеет следующие особенности:

• После отдачи тепла вода возвращается в стояк, который осуществляет подачу и передается в следующий отопительный прибор. В результате этого в нем происходит перемещение теплоносителя разной температуры. Это обстоятельство требует для достижения требуемого уровня температуры увеличение площади теплообмена.
• Применение ограничено конструкциями домов, которые имеют чердачное помещение.
• Отсутствует возможность поэтапного запуска.

При создании однотрубной системы используют:

• проточную схему, при которой происходит последовательное перемещение теплоносителя по радиаторам. В этом случае нельзя регулировать тепловой поток в помещении;
• схему с замыкающими участками. Она устроена так, что перед каждым радиатором устанавливается кран, при помощи которого осуществляют регулирование теплового потока.

В зависимости от способа установки подающего трубопровода, закрытая система бывает:

Вертикальная. Ее целесообразно использовать в многоэтажных домах. Подключение радиаторов всех этажей происходит к одному вертикально расположенному стояку.

Горизонтальная. Она используется в одноэтажных зданиях, когда все приборы расположены на одном уровне и подключены к горизонтально расположенной трубе. Такая конструкция существенно сокращает потребность в материалах, но при эксплуатации возможно возникновение воздушных пробок.

Движение теплоносителя может быть организовано по тупиковой схеме или с попутным движением теплоносителя. Первый вариант предусматривает несколько отопительных контуров, которые имеют различное число приборов и разную протяженность трубопровода. Второй вариант имеет одинаковую конструкцию контуров и постоянный уровень напора.

Элементы отопительной схемы

К конструктивным элементам закрытой отопительной системы относятся:

• отопительный котел;
• насосное оборудование;
• расширительный бачок;
• отопительные приборы.

Используются и детали, необходимые для соединения элементов конструкции, и вспомогательное оборудование.

Котельное оборудование обеспечивает нагрев теплоносителя до требуемой температуры. Чаще используется твердое или газообразное топливо, причем газ – наиболее дешевый и доступный.

Расширительный бачок влияет на безопасную эксплуатацию системы, так как он не допускает опасного давления в трубопроводе. Основная деталь – мембрана, к которой предъявляются следующие требования:

• способность работать при повышенных температурах;
• долговечность;
• соответствие санитарно-гигиеническим нормам.

Для увеличения срока эксплуатации бачка следует не допускать значительных перепадов давления, особенно при запуске.

Использование циркуляционного насоса, оснащенного электронной регулировкой работы, снижает расход электроэнергии на 40%. Такое оборудование обеспечивает пониженный уровень шума и имеет длительный срок эксплуатации. Главными показателями при выборе насоса являются: мощность, срок, на который распространяется заводская гарантия, и продолжительность периода, не требующего технического обслуживания. Объем контура влияет на выбор его мощности. Кроме этого, параметр зависит от характеристик конструктивных элементов системы, тип котельного оборудования, наличие автоматики.

Контур отопительной системы закрытого типа состоит из труб, материалом которых может быть: сталь, металлопластик, армированный полипропилен. Параметры, влияющие на выбор материала: возможность работать при высоких температурах и способность выдерживать определенное давление.

Стальные трубы прочны, так как способны эксплуатироваться при давлении до 10 атм при температуре более 100 градусов Цельсия. Однако трубы из стали склонны к коррозии, что снижает срок службы.

Армированные трубы из полипропилена способны работать при температуре теплоносителя до 95 градусов Цельсия. Для их монтажа необходим специальный паяльник.

С металлопластиком можно работать при температуре до 90 градусов Цельсия. Сборка проста, и для ее проведения не требуется сложных инструментов. Но при этом фитинги дорогие. В центральном отоплении такие трубы использовать не допускается.

Условия эксплуатации определяют выбор отопительных приборов. В многоквартирных домах температура воды достигает 120 градусов Цельсия, а давление – 10 атм. При этом уровень качества теплоносителя довольно невысокий. Такие условия работы обуславливают необходимость установки батарей из чугуна. В частном доме условия менее жесткие, поэтому возможна установка современных радиаторов с улучшенным дизайном.

Переоборудование открытой системы в закрытую

Редко встречается отопительная система закрытого типа, циркуляция теплоносителя которой происходит естественным путем: насосное оборудование исключено из этой схемы.

Такая конструкция обычно не входит в первоначальные планы. Она получается при самостоятельном переоборудовании открытой системы. Такая трансформация происходит при удалении обычного расширительного бачка и замене его на конструкцию, оснащенную мембраной.

Не исключается проектирование и монтаж подобной системы изначально. Однако при этом большинства преимуществ закрытой системы достичь не удается. Значительно усложняется расчет диаметров всех участков трубопровода, а при его укладке соблюдают определенный уклон, что становится причиной завоздушивания.

Единственное преимущество такого переоборудования отопительной системы заключается в автономности от снабжения электроэнергией.

Монтаж отопительной системы: пошаговая инструкция

В ходе составления проекта нужно выбрать котел и принять решение о способе создания циркуляции теплоносителя.

Отталкиваясь от параметров котельного оборудования, производят расчеты и выбирают материал и диаметр труб, определяются с типом отопительных приборов и фурнитурой. После чего составляется проект, в соответствии с которым будут вестись работы.

Монтируется котел на подготовленной заранее площадке.

Размечают места для размещения отопительных приборов и трассы магистрали.

Прокладывается трубопровод, который берет начало от котла, и ведет к радиаторам.

Выполняют монтаж всего оборудования.

Герметизируют и заполняют систему теплоносителем.

Осуществляют пробный запуск.

Создание неизвестными изобретателями водяной системы отопления, без сомнения гениальное решение, которое использует изменение физических свойств воды при нагревании. Нагретая в котле вода перемещается вверх и создает определенный напор (давление). Под его действием вода самотеком движется по трубам контура, отдает тепло радиаторам и по «обратке» возвращается в котел. Первая работающая система отопления была, безусловно, открытой. После появления новых технологий, материалов и оборудования были созданы закрытые схемы отопления, но до сих пор идут споры, какая система отопления закрытая или открытая лучше для обогрева жилищ.

Вариантов выбора всего два — закрытая или открытая система отопления дома. Задумывался ли кто, почему первые созданные системы были только открытыми? А открытыми они были по одной простой причине – котлы, нагревающие воду, были твердотопливными. При прекращении циркуляции вода в котле закипает, взрыв котла предотвращает предохранительный клапан, но погасить его быстро невозможно. Поэтому закрытые системы отопления с принудительной циркуляцией стали применять для электрических и газовых котлов, которые можно выключить автоматически в любой нужный момент.

Открытая система отопления

Открытая система отопления в настоящее время считается устаревшей и применяется в небольших частных домах и загородных дачах. При этом нужна установка расширительного бака в открытой системе отопления в самой высшей точке разгонного коллектора, для обеспечения циркуляции под действием гравитации.

Современная открытая схема системы отопления с закрытой системы позаимствовала важнейший агрегат – циркуляционный насос. Он обычно используется при пуске системы для уменьшения ее инерционности. Затем в процессе работы насос выключается и открывается байпас. Знать, куда ставить насос в системе отопления, необходимо для его надежной и длительной работы. Насос ставится в точке с наименьшей температурой теплоносителя, обычно в «обратке» около котла.

Система называется «открытой» потому, что атмосферный воздух постоянно контактирует с водой в открытом расширительном баке.

Открытая система проста, надежна, а ее стоимость минимальна. Существует ошибочное мнение, что ее монтаж обходится дороже, потому что для подобных систем требуются трубы большего диаметра. Если учесть для закрытой системы отопления стоимость циркуляционного насоса, расширительного мембранного бак и затраты на электроэнергию, то монтаж обойдется явно не дешевле. В некоторых случаях альтернативы применению открытой системы отопления не существует. Например, при отсутствии электроснабжения.

Основные преимущества отрытых систем обогрева:

Конечно, простая и надежная открытая система отопления схема ее обычно двухтрубная, не лишена недостатков:

Закрытая система отопления

Если выбрана система отопления закрытого типа схема которой может быть любой – однотрубной или двухтрубной, с теплыми полами или без, то ее основной признак – отсутствие контакта теплоносителя с воздухом, т. е. она полностью герметична. Движение теплоносителя в контуре обеспечивает , а тепловое расширение жидкости компенсируется в герметичном мембранном расширительном баке. Применение принудительной циркуляции облегчает монтаж, ведь не нужно строго выдерживать уклон труб, которые могут быть меньшего диаметра. Наличие насоса делает систему энергозависимой.

С увеличением этажности частных домов и сложности контуров отопления применяется в основном система отопления закрытого типа, в составе которой может быть несколько циркуляционных насосов, коллекторная лучевая разводка и автоматизированное электронное управление температурой разных помещений. В закрытом контуре схема установки расширительного бака в системе отопления отличается от его размещения в открытой системе. Самый оптимальный вариант, размещение мембранного бака в «обратке» вблизи котла.

Популярная закрытая система отопления имеет как преимущества, так и некоторые недостатки:

Ввод в эксплуатацию закрытой системы отопления

После завершения монтажа систему нужно заполнить водой и испытать. Первоначальное заполнение системы отопления закрытого типа осуществляется по определенным правилам. В проекте контура отопления должны быть предусмотрены сливные краны, расположенные в самой нижней точке системы и краны для наполнения системы водой.

Последовательность действий при заполнении контура теплоносителем следующая:

Если в процессе заполнения появятся протечки, то процесс заполнения системы нужно остановить и устранить возникшие проблемы. После устранения недостатков работы можно продолжить.

Если после проведения всех вышеописанных операций система работает плохо, некоторые батареи плохо прогреваются, нарушена циркуляция, то это говорит о наличии воздуха в системе. В таких случаях производится продувка системы отопления, которая заключается в тщательном удалении воздуха. Открывается кран Маевского и удаляется не только воздух, но и некоторое количество воды. При этом желательно обеспечить повышенное давление, в системе отопления открыв подпитку от водопровода. Обычно повторение процедуры приводит к полному удалению воздушных пузырей из контура.

Для чего нужна подпитка в закрытой системе

Для эффективной работы закрытой системы отопления необходимо, чтобы в ней постоянно сохранялось рабочее давление. Несмотря на то, что система герметична, в ней существуют незаметные на первый взгляд и незначительные утечки. Вода из системы теряется при удалении воздуха через кран Маевского, просачивается через сальники , через различные стыки контура. Эти потери суммируются и через некоторое время оказывают влияние на работоспособность системы. Для компенсации этих потерь необходима подпитка закрытой системы отопления из водопроводной магистрали.

Ручная или автоматическая подпитка

Для простых и небольших систем отопления обычно применяется кран с механическим управлением. Он устанавливается в точке наименьшего давления, которая находится перед циркуляционным насосом. В этой точке устанавливается манометр для контроля процесса подпитки.

Для исключения попадания теплоносителя в водопроводную магистраль применяется затворный кран.

В сложных и разветвленных системах осуществляется автоматическая подпитка системы отопления цена клапана подпитки зависит от бренда фирмы изготовителя. Иногда автоматические клапаны подпитки входят в состав оборудования котла. Если подпитка осуществляется от водопровода, в котором давление обычно 3 – 4 бара, то все происходит довольно просто. Заводская настройка клапана – 1,5 бара.

Если давление в системе отопления станет ниже 1,5 бара, то клапан откроется и будет открыт до достижения установленного давления. Если же автоматическая подпитка будет использовать теплоноситель из других источников, то необходим насос, который будет включаться сигналом с клапана и подавать теплоноситель под определенным давлением в отопительную систему.

Автоматическое управление температурным режимом

Как автоматизировать и выбрать оптимальный режим в помещениях дома, особенно при частом отсутствии в квартире или в частном загородном доме. Очень просто, нужно для системы отопления купить контроллер – устройство позволяющее программировать и контролировать температуру в доме. Прежде чем покупать контроллер для отопления, нужно убедиться, что котел имеет соответствующий блок управления. Самый лучший вариант – консультация специалистов.

Один из самых оптимальных вариантов автоматизации получается при использовании . На гребенке устанавливаются специальные клапаны, которые управляются блоком управления многоканального контроллера. Этот же блок управления выдает сигнал на включение котла.

В каждом помещении устанавливается отдельный термостат, который настроен на определенную температуру. Многоканальный контроллер системы системы отопления лучевой, обрабатывает данные с термостатов и при понижении температуры в каком либо помещении включает котел и открывает клапан этого помещения на гребенке. В любом случае котел будет работать до тех пор, пока во всех помещениях температура не достигнет запрограммированной величины.

Нельзя однозначно сказать, какая система обогрева лучше – открытая или закрытая. Применение той или иной системы зависит от многих факторов, например от размеров и этажности дома, его расположения, наличия финансовых ресурсов и региона. Только разумный подход позволит выбрать систему отопления дома, которая обеспечит комфорт и уют в доме при оптимальных затратах на монтаж и эксплуатацию.

Данное руководство предназначается владельцам небольших частных домов, стремящимся самостоятельно организовать обогрев жилища в целях экономии средств. Наиболее рациональное решение для подобных зданий - закрытая система отопления (сокращенно – ЗСО), функционирующая с избыточным давлением теплоносителя. Рассмотрим ее принцип работы, разновидности схем разводки и устройство своими руками.

Принцип действия закрытой СО

Закрытая (иначе – замкнутая) система отопления - это сеть трубопроводов и отопительных приборов, в которой теплоноситель полностью изолирован от атмосферы и движется принудительно – от циркуляционного насоса. Любая ЗСО обязательно включает такие элементы:

• отопительный агрегат – газовый, твердотопливный либо электрический котел;
• группа безопасности, состоящая из манометра, предохранительного и воздушного клапана;
• обогревательные приборы – радиаторы или контуры теплых полов;
• соединительные трубопроводы;
• насос, прокачивающий воду или незамерзающую жидкость через трубы и батареи;
• фильтр сетчатый грубой очистки (грязевик);
• закрытый расширительный бак, оснащенный мембраной (резиновой «грушей»);
• запорные краны, балансировочные вентили.

Примечание. В зависимости от схемы в состав ЗСО дополнительно включаются современные устройства регулирования температуры и расхода теплоносителя – радиаторные термоголовки, обратные и трехходовые клапаны, термостаты и тому подобное.

Алгоритм работы системы закрытого типа с принудительной циркуляцией выглядит так:

1. После сборки и опрессовки производится заполнение трубопроводной сети водой, пока манометр не покажет минимальное давление 1 Бар.
2. Автоматический воздухоотводчик группы безопасности в процессе заливки выпускает из системы воздух. Он же занимается удалением газов, накапливающихся в трубах при эксплуатации.
3. Следующий шаг – включение насоса, запуск котла и прогрев теплоносителя.
4. В результате нагрева давление внутри ЗСО возрастает до 1.5-2 Бар.
5. Увеличение объема горячей воды компенсируется мембранным расширительным бачком.
6. Если давление поднимется выше критической точки (обычно – 3 Бар), предохранительный клапан произведет сброс лишней жидкости.
7. Раз в 1-2 года система должна проходить процедуру опорожнения и промывки.

Принцип работы ЗСО многоквартирного дома абсолютно идентичен – движение теплоносителя по трубам и радиаторам обеспечивают сетевые насосы, расположенные в промышленной котельной. Там же находятся расширительные баки, регулировкой температуры занимается смесительный либо элеваторный узел.

Как функционирует замкнутая система отопления, разъясняется на видео:

Положительные качества и недостатки

Основные отличия закрытых сетей теплоснабжения от устаревших открытых систем с естественной циркуляцией – отсутствие контакта с атмосферой и применение перекачивающих насосов. Отсюда возникает ряд преимуществ:

• необходимые диаметры труб уменьшаются в 2-3 раза;
• уклоны магистралей делаются минимальными, поскольку служат для слива воды с целью промывки либо ремонта;
• теплоноситель не теряется путем испарения из открытого бачка, соответственно, можно спокойно заполнять трубопроводы и батареи антифризом;
• ЗСО более экономична по эффективности обогрева и стоимости материалов;
• закрытое отопление лучше поддается регулированию и автоматизации, может действовать совместно с солнечными коллекторами;
• принудительное течение теплоносителя позволяет организовать напольный обогрев трубами, замоноличенными внутри стяжки или в бороздах стен.

Гравитационная (самотечная) открытая система выигрывает у ЗСО по энергонезависимости - последняя неспособна нормально работать без циркуляционного насоса. Момент второй: в замкнутой сети содержится гораздо меньше воды и в случае перегрева, например, ТТ-котла, высока вероятность закипания и образования паровой пробки.

Справка. От кипения дровяной котел спасает плюс буферная емкость, поглощающая лишнее тепло.

Виды замкнутых систем

Прежде чем купить обогревательное оборудование, трубопроводную арматуру и материалы, нужно выбрать предпочтительный вариант закрытой водяной системы. Мастерами–сантехниками практикуется монтаж четырех основных схем:

1. Однотрубная с вертикальной и горизонтальной разводкой (ленинградка).
2. Коллекторная, иначе – лучевая.
3. Двухтрубная тупиковая с плечами одинаковой или разной длины.
4. Петля Тихельмана – кольцевая разводка с попутным движением воды.

Дополнительная информация. К замкнутым отопительным системам также относятся водяные теплые полы. гораздо сложнее сборки радиаторного отопления, новичкам браться за подобный монтаж не рекомендуется.

Предлагаем рассмотреть каждую схему отдельно, разбирая плюсы и минусы. В качестве примера возьмем проект одноэтажного частного дома площадью 100 м² с пристроенной котельной, чья планировка представлена на чертеже. Величина тепловой нагрузки на отопление уже посчитана , потребное количество теплоты указано для каждого помещения.

Монтаж элементов разводки и подключение к источнику тепла выполняется примерно одинаково. Установка циркуляционного насоса обычно предусматривается в обратке, перед ним монтируется грязевик, патрубок подпитки с краном и (если смотреть по течению). Типовая обвязка твердотопливного и газового котла представлена на схемах.

Подробнее о монтаже и способах подсоединения отопительных агрегатов, использующих различные энергоносители, читайте в отдельных руководствах:

Однотрубная разводка

Популярная горизонтальная схема «ленинградка» - это одна кольцевая магистраль увеличенного диаметра, куда подключены все отопительные приборы. Проходя по трубе, поток нагретого теплоносителя делится на каждом тройнике и затекает в батарею, как показано ниже на эскизе.

Передав теплоту помещению, остывшая вода возвращается обратно в магистраль, смешивается с основным потоком и движется к следующему радиатору. Соответственно, второй отопительный прибор получает воду, охлажденную на 1-3 градуса, и снова отбирает у нее нужное количество тепла.

Результат: в каждый последующий радиатор приходит все более холодная вода. Это накладывает на закрытую однотрубную систему определенные ограничения:

1. Теплоотдачу третьей, четвертой и последующей батареи нужно рассчитывать с запасом 10-30%, добавляя дополнительные секции.
2. Минимальный диаметр магистрали – DN20 (внутренний). Наружный размер ППР труб составит 32 мм, металлопластика и сшитого полиэтилена – 26 мм.
3. Сечение подводящих патрубков к обогревателям – DN10, наружный диаметр – 20 и16 мм для PPR и PEX соответственно.
4. Максимальное число отопительных приборов в одном кольце «ленинградки» - 6 шт. Если взять больше, возникнут проблемы с наращиванием количества секций последних радиаторов и увеличением диаметра разводящей трубы.
5. Сечение кольцевого трубопровода не уменьшается на всем протяжении.

Справка. Однотрубная разводка бывает вертикальной – с нижней либо верхней раздачей теплоносителя по стоякам. Подобные системы применяются для организации самотека в двухэтажных частных коттеджах либо работают под давлением в многоквартирных домах старой постройки.

Однотрубная система отопления закрытого типа обойдется недорого, если ее паять из полипропилена. В остальных случаях она прилично ударит по карману за счет цены магистральной трубы и фитингов (тройников) больших размеров. Как выглядит «ленинградка» в нашем одноэтажном доме, продемонстрировано на чертеже.

Поскольку общее число отопительных приборов превышает 6 шт., система разделена на 2 кольца с общим обратным коллектором. Заметно неудобство монтажа однотрубной разводки – приходится пересекать дверные проемы. Уменьшение протока в одном радиаторе вызывает изменение расхода воды в остальных батареях, поэтому балансировка «ленинградки» заключается в согласовании работы всех обогревателей.

Преимущества лучевой схемы

Почему коллекторная система получила такое название, хорошо видно на представленной схеме. От гребенки, установленной в центре здания, расходятся индивидуальные линии подачи теплоносителя к каждому прибору отопления. Подводки прокладываются в виде лучей по кратчайшему пути – под полами.

Коллектор замкнутой лучевой системы питается напрямую от котла, циркуляцию во всех контурах обеспечивает единственный насос, расположенный в топочной. Дабы уберечь ветви от завоздушивания в процессе заполнения, на гребенке устанавливаются автоматические клапаны – воздухоотводчики.

Сильные стороны коллекторной системы:

• схема энергоэффективна, поскольку позволяет четко дозировать количество теплоносителя, направляемого каждому радиатору;
• отопительную сеть легко вписать в любой интерьер – подводящие трубы можно спрятать в полу, стенах либо за подвесным (натяжным) потолком;
• гидравлическая балансировка ветвей производится с помощью ручных клапанов и расходомеров (ротаметров), установленных на коллекторе;
• ко всем батареям подается вода одинаковой температуры;
• работу схемы легко автоматизировать – регулировочные клапаны коллектора оснащаются сервоприводами, закрывающими проток по сигналу терморегуляторов;
• ЗСО данного типа подходит для коттеджей любых размеров и этажности – на каждом уровне здания ставится отдельный коллектор, распределяющий тепло группам батарей.

С точки зрения финансовых вложений, закрытая лучевая система не слишком дорога. Расходуется много труб, но их диаметр минимальный – 16 х 2 мм (DN10). Вместо заводской гребенки вполне допускается применять , спаянную из полипропиленовых тройников либо скрученную из стальных фитингов. Правда, без ротаметров наладку отопительной сети придется делать с помощью радиаторных балансировочных вентилей.

Минусов лучевой разводки немного, но они стоят внимания:

1. Скрытый монтаж и испытание трубопроводов выполняется только на этапе нового строительства либо капитального ремонта. Заложить радиаторные подводки в полы обжитого дома или квартиры нереально.
2. Коллектор крайне желательно располагать в центре здания, как показано на чертеже одноэтажного дома. Цель – сделать подводки к батареям примерно одинаковой длины.
3. В случае протечки трубы, замоноличенной в стяжке пола, найти место дефекта без тепловизора довольно сложно. Не делайте в стяжке соединений, иначе рискуете столкнуться с проблемой, изображенной на фото.

Двухтрубные варианты

При устройстве автономного отопления квартир и загородных домов используется 2 разновидности таких схем:

1. Тупиковая (другое название – плечевая). Нагретая вода раздается отопительным приборам через одну магистраль, а собирается и течет обратно в котел по второй линии.
2. Петля Тихельмана (попутная разводка) представляет собой кольцевую двухтрубную сеть, где нагретый и остывший теплоноситель движется в одном направлении. Принцип действия аналогичен – батареи получают горячую воду из одной магистрали, а охлажденную сбрасывают во второй трубопровод – обратку.

Примечание. В закрытой попутной системе обратная линия начинается от первого радиатора, а подающая заканчивается на последнем. Разобраться поможет схема, представленная ниже.

Чем хороша тупиковая закрытая система отопления частного дома:

• количество «плечей» - тупиковых ветвей – ограничено лишь мощностью котельной установки, поэтому двухтрубная разводка подойдет для любого здания;
• трубы укладываются открытым либо закрытым способом внутри строительных конструкций – по желанию домовладельца;
• как и в лучевой схеме, ко всем батареям приходит одинаково горячая вода;
• ЗСО отлично поддается регулированию, автоматизации и балансировке;
• правильно разложенные «плечи» не пересекают дверные проемы;
• по стоимости материалов и монтажа тупиковая разводка обойдется дешевле однотрубной, если сборка ведется металлопластиковыми либо полиэтиленовыми трубами.

Проектирование замкнутой плечевой системы дачного или жилого дома площадью до 200 квадратов не представляет особой сложности. Даже если сделать ветви разной длины, схему удастся уравновесить путем глубокой балансировки. Пример разводки в одноэтажном здании 100 м² с двумя «плечами» показан выше на чертеже.

Совет. При выборе длины ветвей следует учитывать отопительную нагрузку. Оптимальное число батарей на каждом «плече» - от 4 до 6 шт.

Петля Тихельмана – это альтернативный вариант закрытой двухтрубной сети, предполагающий объединение большого количества приборов отопления (свыше 6 шт.) в единое кольцо. Взгляните на схему попутной разводки и обратите внимание: через какой бы радиатор ни протекал теплоноситель, общая протяженность маршрута не изменится.

Отсюда возникает почти идеальное гидравлическое равновесие системы – сопротивление всех участков сети одинаково. Это весомое преимущество петли Тихельмана над прочими замкнутыми разводками влечет и главный недостаток – 2 магистрали неизбежно пересекут дверной проем. Варианты обхода – под полами и над дверным косяком с установкой автоматических воздухоотводчиков.

Выбор отопительной схемы загородного дома

1. Тупиковая двухтрубная.
2. Коллекторная.
3. Двухтрубная попутная.
4. Однотрубная.

Отсюда совет: вы не ошибетесь, если для дома площадью до 200 м² выберете первый вариант – тупиковую схему, она подойдет в любом случае. Лучевая разводка уступает ей по двум показателям – цена и возможность монтажа в помещениях с готовой отделкой.

Однотрубный вариант отопительной сети отлично подойдет для небольшого домика с квадратурой каждого этажа до 70 м². Петля Тихельмана уместна на протяженных ветвях, не пересекающих двери, например, отопление верхних этажей здания. Как правильно выбрать систему для домов различной формы и этажности, смотрите на видео:

Касательно подбора диаметров труб и монтажа дадим несколько рекомендаций:

1. Если площадь жилища не превышает 200 м², вести расчеты необязательно – воспользуйтесь советами эксперта на видео либо принимайте сечение трубопроводов по схемам, приведенным выше.
2. Когда нужно «повесить» на ветви тупиковой разводки больше шести радиаторов, нарастите диаметр трубы на 1 типоразмер – вместо DN15 (20 х 2 мм) возьмите DN20 (25 х 2.5 мм) и проложите до пятой батареи. Дальше ведите магистрали меньшим сечением, указанным изначально (DN15).
3. В строящемся здании лучше делать лучевую разводку и подобрать радиаторы с нижним подключением. Подпольные магистрали обязательно утеплите и защитите пластиковой гофрой в местах пересечения стен.
4. Если не умеете правильно паять полипропилен, то с ППР-трубами лучше не связывайтесь. Смонтируйте отопление из сшитого полиэтилена либо металлопластика на компрессионных или прессовых фитингах.
5. Не закладывайте стыки трубопроводов в стены или стяжку, дабы не иметь проблем с протечками в будущем.